(57)【要約】  基板と、基板に取り付けられる光学ベンチとを含む光学モジュールが開示される。光学モジュールは、各々が光学ベンチ上に配置されている端部を有する１本または複数の光ファイバをも含む。１つまたは複数の光学素子が、光学ベンチに取り付けられており、それぞれ、１本または複数のファイバと光学連通している。光ファイバ位置合わせブロックが、１本または複数の光ファイバが間にある状態で、光学ベンチに取り付けられる。光ファイバ位置合わせブロックは、１本または複数の光ファイバと１つまたは複数の光学素子との間の光路を偏向させる反射面を含む。【選択図】  図１
2019526839.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板と、
前記基板に取り付けられている光学ベンチと、
各々が前記光学ベンチ上に配置されている端部を有する１本または複数の光ファイバと、
前記光学ベンチに取り付けられており、それぞれ、前記１本または複数の光ファイバと光学連通している１つまたは複数の光学素子と、
前記１本または複数の光ファイバを挟んで前記光学ベンチに取り付けられており、前記１本または複数の光ファイバと前記１つまたは複数の光学素子との間の光路を偏向させる反射面を含む光ファイバ位置合わせブロックと
を備える、光学モジュール。
【請求項２】
前記基板上に配置されており、前記１つまたは複数の光学素子に接続されている集積回路（ＩＣ）デバイスをさらに備える、請求項１に記載の光学モジュール。
【請求項３】
前記光学ベンチは、
前記光学ベンチの上面に形成されている１つまたは複数の取り付け溝であって、前記１本または複数の光ファイバが、それぞれ前記１つまたは複数の取り付け溝上に配置される、１つまたは複数の取り付け溝と、
前記光学ベンチの下面に形成されている溝部分と、
前記１つまたは複数の取り付け溝と前記溝部分との間に延在する１つまたは複数の貫通孔であって、前記１つまたは複数の光学素子がそれぞれ、前記溝部分内で前記１つまたは複数の貫通孔に配置される、１つまたは複数の貫通孔と
を備える、請求項１に記載の光学モジュール。
【請求項４】
前記光ファイバ位置合わせブロックは、
それぞれ前記光ファイバ位置合わせブロックの下面において、前記１つまたは複数の取り付け溝に対応して形成されている１つまたは複数の第１の保持溝と、
前記１つまたは複数の第１の保持溝に接続されており、前記反射面を含む光学溝部分であって、前記反射面は、前記１つまたは複数の光ファイバの切断面に面する、光学溝部分と
を備える、請求項３に記載の光学モジュール。
【請求項５】
前記反射面は、前記１本または複数の光ファイバと前記１つまたは複数の光学素子との間の光路を、約９０°の角度において偏向させるように構成されている、請求項４に記載の光学モジュール。
【請求項６】
前記光学ベンチは、シリコンウェハから形成される、請求項１に記載の光学モジュール。
【請求項７】
前記光ファイバ位置合わせブロックは、シリコンウェハから形成される、請求項１に記載の光学モジュール。
【請求項８】
前記光学ベンチは、
前記ＩＣデバイスに電気的に接続されている複数の第１の電極と、
前記溝部分に形成されており、前記１つまたは複数の光学素子に電気的に接続されている複数の第２の電極と、
それぞれ前記複数の第１の電極と前記複数の第２の電極との間に延在する複数のワイヤと
をさらに備える、請求項４に記載の光学モジュール。
【請求項９】
前記１つまたは複数の光学素子は、それぞれ、フリップチップボンディングを介して前記複数の第２の電極に電気的に接続されている、請求項３に記載の光学モジュール。
【請求項１０】
前記光学ベンチは、前記取り付け溝に対して直交する方向に延在する第１の接着剤注入溝を含み、
前記光ファイバ位置合わせブロックは、前記光学ベンチの前記第１の接着剤注入溝に対応して形成されている第２の接着剤注入溝を含む、請求項４に記載の光学モジュール。
【請求項１１】
前記光ファイバ位置合わせブロックにおいて、前記保持溝は、ステップを形成するために、前記１つまたは複数の光学溝部分よりも下に位置決めされる、請求項４に記載の光学モジュール。
【請求項１２】
前記光ファイバ位置合わせブロックの前記下面に取り付けられている光ファイバ固定ブロックをさらに備える、請求項４に記載の光学モジュール。
【請求項１３】
前記光学ベンチは、前記光ファイバの長さ方向において、前記光ファイバ位置合わせブロックよりも長い、請求項１２に記載の光学モジュール。
【請求項１４】
前記光ファイバ位置合わせブロックは、第３の接着剤注入溝をさらに備え、
前記光ファイバ固定ブロックは、
前記光ファイバ位置合わせブロックの前記１つまたは複数の第１の保持溝に対応して形成されている１つまたは複数の第２の保持溝と、
前記第３の接着剤注入溝に対応して形成されている第４の接着剤注入溝と
を備える、請求項１２に記載の光学モジュール。
【請求項１５】
前記第１の接着剤注入溝、前記第２の接着剤注入溝、前記第３の接着剤注入溝および前記第４の接着剤注入溝に挿入される接着剤をさらに備える、請求項１４に記載の光学モジュール。
【請求項１６】
光学モジュールを製造する方法であって、
複数の光ファイバを、それぞれ、光ファイバ位置合わせブロックの下面に形成されている複数の第１の保持溝に配置することと、
前記光ファイバ位置合わせブロックの前記下面を、光学ベンチの上面に取り付けることであって、前記光学ベンチの前記上面は、それぞれ、前記複数の第１の保持溝に対応して形成されている複数の取り付け溝を備える、前記光ファイバ位置合わせブロックの前記下面を取り付けることと、
接着剤を、前記光ファイバ位置合わせブロックの前記下面と前記光学ベンチの前記上面との間に形成される第１の注入孔を介して注入することと
を含む、方法。
【請求項１７】
前記注入された接着剤を硬化させることをさらに含む、請求項１６に記載の方法。
【請求項１８】
フリップチップによって、複数の光学素子を前記光学ベンチに取り付けることをさらに含む、請求項１７に記載の方法。
【請求項１９】
光ファイバ固定ブロックの上面を前記光ファイバ位置合わせブロックの底面に取り付けることをさらに含み、前記光ファイバ固定ブロックは、前記光ファイバ位置合わせブロックの前記複数の第１の保持溝に対応して形成されている複数の第２の保持溝を備える、請求項１６に記載の方法。
【請求項２０】
前記光ファイバ位置合わせブロックの前記下面と前記光ファイバ固定ブロックとの間に形成される第２の注入孔を介して前記接着剤を注入することをさらに含む、請求項１９に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、光ファイバのための光学モジュールおよびこれを製造する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、高精細（ＨＤ）および超高精細（ＵＨＤ）メディアブロードキャスティングおよびストリーミングサービスなどの多様なマルチメディアサービスの導入以来、ネットワークを介して送信されるデータの量は急増しており、大量のデータを送受信する必要性が増大している。送信容量が制限されていることに起因して、従来の銅線を介したデータ送信はなくなりつつあり、光ファイバに基づくデータ送信が、実生活では主流になってきている。光ファイバは、広帯域送信を可能にし、電磁波による干渉を受けず、大量のデジタルデータの送信に広く使用されている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
光学モジュールデバイスは、一般的に、光ファイバを介して受信される光信号を電気信号に変換するデータ受信デバイスと、電気信号を光信号に変換し、光ファイバを介して送信するデータ送信デバイスの両方を指す。設計、構成または製造に不備がある光学モジュールデバイスは、信号を送受信する過程において光信号損失の影響を受けやすい。したがって、不良な設計、構成および製造に起因する信号損失の問題を受けない光学モジュールデバイスが必要とされている。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本開示は、光信号の損失を最小限に抑え、同時に、小型化、スリム化、短縮、および軽量化によって製造コストを低減することができる光学モジュールおよびこれを製造する方法を説明する。本開示はまた、製造コストを低減するために単純化されている、光学モジュールを製造するための方法をも説明する。本開示は、構成要素間の位置合わせ公差が最小限に抑えられる光学モジュールおよびこれを製造する方法をさらに説明する。
【０００５】
本開示の一態様によれば、光学モジュールは、基板と、基板に取り付けられている光学ベンチと、各々が前記光学ベンチ上に配置されている端部を有する１本または複数の光ファイバと、光学ベンチに取り付けられており、それぞれ、１本または複数の光ファイバと光学連通している１つまたは複数の光学素子と、１本または複数の光ファイバを挟んで光学ベンチに取り付けられており、１本または複数の光ファイバと１つまたは複数の光学素子との間の光路を偏向させる反射面を含む光ファイバ位置合わせブロックとを含む。
【０００６】
光学モジュールは、基板上に配置されており、１つまたは複数の光学素子に接続されている集積回路（ＩＣ）デバイスをさらに含むことができる。
【０００７】
光学ベンチは、光学ベンチの上面に形成されている１つまたは複数の取り付け溝であって、１本または複数の光ファイバが、それぞれ１つまたは複数の取り付け溝上に配置される、１つまたは複数の取り付け溝と、光学ベンチの下面に形成されている溝部分と、１つまたは複数の取り付け溝と溝部分との間に延在する１つまたは複数の貫通孔であって、１つまたは複数の光学素子がそれぞれ、溝部分内で１つまたは複数の貫通孔に配置される、１つまたは複数の貫通孔とを含むことができる。
【０００８】
光ファイバ位置合わせブロックは、それぞれ光ファイバ位置合わせブロックの下面において、１つまたは複数の取り付け溝に対応して形成されている１つまたは複数の第１の保持溝と、１つまたは複数の第１の保持溝に接続されており、反射面を含む光学溝部分であって、反射面は、１つまたは複数の光ファイバの切断面に面する、光学溝部分とを含むことができる。
【０００９】
反射面は、１本または複数の光ファイバと１つまたは複数の光学素子との間の光路を、約９０°の角度において偏向させるように構成することができる。
【００１０】
光学ベンチは、シリコンウェハから形成することができる。光ファイバ位置合わせブロックは、シリコンウェハから形成することができる。
【００１１】
光学ベンチは、ＩＣデバイスに電気的に接続されている複数の第１の電極と、溝部分に形成されており、１つまたは複数の光学素子に電気的に接続されている複数の第２の電極と、それぞれ複数の第１の電極と複数の第２の電極との間に延在する複数のワイヤとをさらに含むことができる。
【００１２】
１つまたは複数の光学素子は、それぞれ、フリップチップボンディングを介して複数の第２の電極に電気的に接続することができる。
【００１３】
光学ベンチは、取り付け溝に対して直交する方向に延在する第１の接着剤注入溝を含むことができ、光ファイバ位置合わせブロックは、光学ベンチの第１の接着剤注入溝に対応して形成されている第２の接着剤注入溝を含むことができる。
【００１４】
光ファイバ位置合わせブロックにおいて、保持溝は、ステップを形成するために、１つまたは複数の光学溝部分よりも下に位置決めすることができる。
【００１５】
光学モジュールは、光ファイバ位置合わせブロックの下面に取り付けられている光ファイバ固定ブロックをさらに含むことができる。
【００１６】
光学ベンチは、光ファイバの長さ方向において、光ファイバ位置合わせブロックよりも長くすることができる。
【００１７】
光ファイバ位置合わせブロックは、第３の接着剤注入溝をさらに含むことができる。光ファイバ固定ブロックは、光ファイバ位置合わせブロックの１つまたは複数の第１の保持溝に対応して形成されている１つまたは複数の第２の保持溝と、第３の接着剤注入溝に対応して形成されている第４の接着剤注入溝とを含むことができる。
【００１８】
光学モジュールは、第１の接着剤注入溝、第２の接着剤注入溝、第３の接着剤注入溝および第４の接着剤注入溝に挿入される接着剤をさらに含むことができる。
【００１９】
本開示の別の態様によれば、光学モジュールを製造する方法が提供される。複数の光ファイバが、それぞれ、光ファイバ位置合わせブロックの下面に形成されている複数の第１の保持溝に配置される。光ファイバ位置合わせブロックの下面は、光学ベンチの上面に取り付けられる。光学ベンチの上面は、それぞれ、複数の第１の保持溝に対応して形成されている複数の取り付け溝を含む。接着剤が、光ファイバ位置合わせブロックの下面と光学ベンチの上面との間に形成される第１の注入孔を介して注入される。
【００２０】
本方法は、注入された接着剤を硬化させることをさらに含むことができる。
【００２１】
方法は、フリップチップによって、複数の光学素子を光学ベンチに取り付けることをさらに含むことができる。
【００２２】
方法は、光ファイバ固定ブロックの上面を光ファイバ位置合わせブロックの底面に取り付けることをさらに含むことができる。光ファイバ固定ブロックは、光ファイバ位置合わせブロックの複数の第１の保持溝に対応して形成されている複数の第２の保持溝を含む。
【００２３】
方法は、光ファイバ位置合わせブロックの下面と光ファイバ固定ブロックとの間に形成される第２の注入孔を介して接着剤を注入することをさらに含むことができる。
【００２４】
本開示のさらなる理解を与えるために含まれており、本明細書に組み込まれるとともにその一部を構成する添付の図面は、本開示の実施形態を示し、詳細な説明とともに、本開示の原理を説明する役割を果たす。本開示および本開示を実践することができる様々な方法の基本的な理解に必要であり得る分を超えて、より詳細に本開示の構造的詳細を示すことは企図されていない。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本開示の原理に従って構成されている、光学モジュールの一例の分解斜視図である。
【図２】図１に示す光学モジュールの光学ベンチの底面斜視図である。
【図３】図２に示す光学ベンチの上面斜視図である。
【図４】図１に示す光学モジュールの光ファイバ位置合わせブロックの底面斜視図である。
【図５】図１に示す光学モジュールの光ファイバ固定ブロックの上面斜視図である。
【図６】本開示の別の実施形態に従って構成されている、光学モジュールの別の例の部分側面図である。
【図７】本開示の原理に従って構成されている、光学モジュールのまた別の例の部分側面図である。
【図８】図１に示す光学モジュールの底面斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
本開示ならびにその様々な特徴および利点の詳細が、非限定的な実施形態および例を参照することによってより十分に説明される。当該実施形態および例は、添付の図面に記載および／または図解され、以下の説明において詳述される。図面に示されている特徴は必ずしも原寸に比例して描かれてはおらず、１つの実施形態の特徴は、たとえ本明細書において明示的に記載されていない場合であっても、当業者が理解するように他の実施形態によって利用されてもよいことに留意されたい。周知の構成要素および処理技法の記述は、本開示の実施形態を不必要にあいまいにしないように、省かれている場合がある。本明細書において使用されている例は、本開示が実践され得る方法の理解を促進し、さらに当業者が本開示の実施形態を実践することを可能にするようにのみ意図されている。したがって、本明細書における例および実施形態は、本開示の範囲を限定するものとして解釈されるべきではない。その上、同様の参照番号は、図面のいくつかのビュー全体を通じて同様の部分を表すことに留意されたい。
【００２７】
図１は、本開示の原理に従って構成されている、光学モジュール１０の一例を示す分解斜視図である。
【００２８】
図示されているように、光学モジュール１０は、例えば、基板１００、１本または複数の光ファイバ２００（一例として４本が示されている）、１つまたは複数の光学素子３００、光学ベンチ４００、光ファイバ位置合わせブロック５００、光ファイバ固定ブロック６００などを含むことができる。光ファイバ２００は、光学ベンチ４００に固定することができる。光学素子３００は、光学ベンチ４００に取り付けることができる。光ファイバ２００および光学素子３００は、光学ベンチ４００において光学的に結合することができる。光ファイバ位置合わせブロック５００は、光ファイバ２００を位置合わせさせるために光学ベンチ４００に結合することができる。光ファイバ固定ブロック６００は、光ファイバ２００を固定するために光ファイバ位置合わせブロック５００に結合することができる。
【００２９】
基板１００は、例えば、プリント回路基板（ＰＣＢ）などであってもよい。集積回路（ＩＣ）デバイス１１０を、基板１００の上面１０２上に配置することができる。ＩＣデバイス１１０は、例えば、光学素子３００を駆動し、または、光ファイバ２００から入力される信号を処理するための回路であってもよい。光学モジュール１０が光送信機であるとき、発光素子の垂直キャビティ面発光レーザ（ＶＣＳＥＬ）駆動ＩＣが、ＩＣデバイス１１０に使用されてもよい。光学モジュール１０が光受信機であるとき、受光素子のフォトダイオードトランスインピーダンス増幅器（ＴＩＡ）が、ＩＣデバイス１１０に使用されてもよい。
【００３０】
光ファイバ２００は、ポリマー光ファイバ、ガラス光ファイバなどのうちの１つを含んでもよい。図１に示すように、光ファイバ２００は、複数の光ファイバが並列に束ねられているテープタイプの光ファイババンドルであってもよい。
【００３１】
１つまたは複数の光学素子３００は、光学モジュール１０が光送信機デバイスであるときは発光素子として動作することができ、光学モジュール１０が光受信デバイスであるときは光検出器として動作することができる。レーザダイオードが発光素子に使用されてもよく、フォトダイオードが光検出器に使用されてもよい。光学素子３００の数は、光ファイバ２００の数に応じて決まり得る。例えば、光ファイバ２００が、４本の光ファイバが結合されているテープスロットタイプの光ファイバであるとき（図１に示す）、４つの光学素子３００が、光ファイバ２００のコアの間の間隙に対応して配置され得る。
【００３２】
図２および図３は、図１に示す光学ベンチ４００の底面斜視図および上面斜視図をそれぞれ示す。光学ベンチ４００は、その上面４６０に形成することができる、１つまたは複数の取り付け溝４５０（４つが示されている）を含むことができる。光ファイバ２００は、長さ方向において取り付け溝４５０内に配置することができる。取り付け溝４５０の数は、光ファイバ２００の数に対応することができる。例えば、図３および図４に示すように、４本の光ファイバ２００がテープスロットタイプの光ファイバとして束ねられているとき、４つの取り付け溝４５０を形成することができる。
【００３３】
光学ベンチ４００は、光学素子３００を受け入れるために使用することができる溝部分４２０を含むことができる。溝部分４２０は、光学ベンチ４００の下面４１０に形成することができる。下面４１０は、基板１００と接触することができる。溝部分４２０は、長手方向において、取り付け溝４５０に対して直交する方向に延在する。溝部分４２０は、光学素子３００を受け入れるように成形することができる。光ファイバ２００と光学素子３００との間の物理的接続に対処するために、溝部分４２０の下面４２０ａ内に１つまたは複数の貫通孔４２１を形成することができる。貫通孔４２１は、互いに離間することができ、後述する光ファイバ２００の光路に対応する位置に配置することができる。
【００３４】
１つまたは複数の第１の電極３１０を、光学ベンチ４００の下面４１０上に形成することができる。第１の電極３１０は、ＩＣデバイス１１０に電気的に接続することができる。１つまたは複数の第１の電極３２０を、例えば、貫通孔４２１に隣接して、溝部分４２０の下面４２０ａ上に形成することができる。第２の電極３２０は、それぞれ光学素子３００に電気的に接続することができる。１本または複数のワイヤ３３０が、それぞれ第１の電極３１０と第２の電極３２０との間に延在することができる。光学素子３００は、それぞれ溝部分４２０の下面４２０ａの貫通孔４２１に配置することができる。光学素子３００は、例えば、フリップチップボンディング工程などを使用して、第２の電極３２０に電気的に接続することができる。光学ベンチ４００の上面４６０上に、例えば、樹脂などを注入するための、取り付け溝４５０に対して直交する方向に延在することができる、接着剤注入溝４３０を形成することができる。
【００３５】
光学ベンチ４００は、例えば、ケイ素（Ｓｉ）、二酸化ケイ素（ＳｉＯ２）、ゲルマニウム（Ｇｅ）、ヒ化ゲルマニウム（ＧｅＡｓ）化合物などのような基板材料から形成することができる。例えば、光学ベンチ４００は、結晶配向［１００］を有するＳｉウェハによって形成することができる。光学ベンチ４００は、Ｓｉウェハをダイシングすることによって形成することができる。光学ベンチ４００は、例えばウェハレベルパッケージング（ＷＬＰ）工程などを使用して製造されてもよい。より具体的には、エッチャントを使用したウェットエッチング工程を通じてＶ字溝を形成することによって、取り付け溝４５０および溝部分４２０をウェハレベルにおいて形成することができる。貫通孔４２１は、例えばドライエッチング工程などによって形成されてもよい。第１の電極３１０、第２の電極３２０、およびワイヤ３３０は、例えばマスクまたは印刷工程などを使用した電極パターニング工程によって、ウェハレベルにおいて形成することができる。第１の電極３１０および第２の電極３２０は、例えば、光学ベンチ４００の下面４１０および溝部分４２０の下面４２０ａにはんだボール、はんだバンプ、はんだパッドなどを付加することによって形成することができる。接着剤注入溝４３０は、例えば、ウェハレベルパッケージング（ＷＬＰ）工程によって、または、ダイシング後に、例えば、専用ソーイング装置を使用して形成することができる。ＳｉウェハによるＷＬＰ工程を使用することによって、光学ベンチ４００は、マイクロメートルスケールの正確度で構築することができる。
【００３６】
図４は、図１に示す光ファイバ位置合わせブロック５００の底面斜視図である。図示されているように、１つまたは複数の光ファイバ保持溝５２０を、光ファイバ位置合わせブロック５００の下面５４０に形成することができる。光ファイバ位置合わせブロック５００および光ファイバ保持溝５２０は、長さ方向において長手方向に延在することができる。各光ファイバ保持溝５２０の一端は、光ファイバ位置合わせブロック５００の側端部分まで延在することができ、他端は、光ファイバ２００の端部分が配置されるべき位置まで延在することができる。光ファイバ保持溝５２０は、それぞれ、光ファイバ２００を間に固定するために、光学ベンチ４００の取り付け溝４５０に係合するように成形することができる。
【００３７】
光ファイバ位置合わせブロック５００が光学ベンチ４００に取り付けられるときに貫通孔４２１が配置される位置において、光学溝部分５１０を、光ファイバ位置合わせブロック５００の下面５４０内に形成することができる。光学溝部分５１０は、長手方向において、光ファイバ保持溝５２０に対して実質的に直角に延在することができる。光路を約９０°だけ偏向させるために、反射面５１１を、光学溝部分５１０内に形成することができる。反射面５１１は、保持溝５２０に取り付けられている光ファイバ２００の端部分に面するように位置決めすることができる。反射面５１１は、光学的効率のために約４５°の角度において形成することができる。結晶配向［１００］を有するＳｉウェハにおいてウェットエッチング工程が実施されるとき、反射面５１１は、５４．７°の角度において形成され得る。高反射性コーティングを、反射面５１１に施すことができる。反射面５１１は、例えば、金、銀、アルミニウムなどでコーティングされてもよい。反射面５１１は、反射を向上させるために金でコーティングされてもよい。１つまたは複数の接着剤注入溝５３０、５３０’を、保持溝５２０に対して直交する方向において光ファイバ位置合わせブロック５００の下面５４０内に形成することができる。
【００３８】
光ファイバ位置合わせブロック５００は、例えば、ケイ素（Ｓｉ）、二酸化ケイ素（ＳｉＯ２）、ガラスなどのような基板材料から形成することができる。光ファイバ位置合わせブロック５００は、結晶配向［１００］を有するＳｉウェハから形成することができ、これによって、光学ベンチ４００との正確な受動的位置合わせを可能にすることができる。光ファイバ位置合わせブロック５００は、例えばＳｉウェハをダイシングすることなどによって形成されてもよい。光ファイバ位置合わせブロック５００は、例えばＷＬＰ工程などによって形成されてもよい。より具体的には、例えば、エッチャントを使用したウェットエッチング工程などを通じてＶ字溝を形成することによって、光学溝部分５１０および光ファイバ保持溝５２０をウェハレベルにおいて形成することができる。
【００３９】
反射面５１１は、例えばウェットエッチング工程などを実施することによって、約５４．７°の角度で形成することができる。反射面５１１は、エッチマスクを結晶配向［１００］に沿って位置合わせした後にエッチャントの濃度および添加剤を制御しながらウェットエッチング工程を実施することによって、約４５°の角度で形成することができる。接着剤注入溝５３０、５３０’もまた、例えば、ＷＬＰ工程などを実施することによって形成することができ、ダイシング後に、例えば、専用ソーイング装置などを使用して形成することができる。ＳｉウェハによるＷＬＰ工程を使用して、光ファイバ位置合わせブロック５００は、マイクロメートルスケールの正確度で製造することができる。
【００４０】
図５は、図１に示す光ファイバ固定ブロック６００の上面斜視図である。図１を参照すると、製造コストを低減するために、光学ベンチ４００は、光ファイバ位置合わせブロック５００よりも短くなるように製造することができる。光ファイバ固定ブロック６００は、別個に製造し、その後、光ファイバ２００を固定するために光ファイバ位置合わせブロック５００に結合することができる。光ファイバ固定ブロック６００は、光ファイバ位置合わせブロック５００に係合するように成形することができる。より具体的には、光ファイバ固定ブロック６００は、上面６１０に形成されている１つまたは複数の保持溝６２０を含むことができる。保持溝６２０は、光ファイバ保持溝５２０に対応する形状を有することができる。接着剤注入溝６３０を、接着剤注入溝５３０’に対応する位置に形成することができる。接着剤注入溝６３０は、接着剤注入溝５３０’に対応して成形することができる。
【００４１】
光ファイバ固定ブロック６００は、例えば、ケイ素（Ｓｉ）、二酸化ケイ素（ＳｉＯ２）、ガラスなどから形成することができる。光ファイバ固定ブロック６００は、結晶配向［１００］を有するＳｉウェハから形成することができ、これによって、光ファイバ位置合わせブロック５００との正確な受動的位置合わせを可能にすることができる。光ファイバ固定ブロック６００は、例えばＳｉウェハをダイシングすることなどによって形成されてもよい。光ファイバ固定ブロック６００は、例えばＷＬＰ工程などを介して形成されてもよい。より具体的には、例えば、エッチャントを使用したウェットエッチング工程などを通じてＶ字溝を形成することによって、保持溝６２０をウェハレベルにおいて作成することができる。接着剤注入溝６３０は、例えば、ＷＬＰ工程などを使用して形成することができ、ダイシング後に、例えば、専用ソーイング装置を使用して形成することができる。ＳｉウェハによるＷＬＰ工程を使用して、光ファイバ固定ブロック６００は、マイクロメートルスケールの正確度で製造することができる。
【００４２】
図６は、本開示の原理に従って構成されている別の例である、光学モジュール１０’を示す部分側面図である。図６に示されているように、光ファイバ位置合わせブロック５００と同じサイズを有するように、光学ベンチは、４００’を形成することができる。より具体的には、光学ベンチ４００は、光ファイバ位置合わせブロック５００と同じ長さ、幅および高さを有することができる。それゆえ、図１および図６に示す光ファイバ固定ブロック６００は必要でない場合がある。光学ベンチ４００’は、２つの接着剤注入溝４３０ａおよび４３０ｂを有することができ、これらはそれぞれ、接着剤注入溝５３０ａおよび５３０ｂに対応する位置に形成することができる。
【００４３】
図７は、本開示の原理に従って構成されているまた別の例である、光学モジュール１０’’の一部分を示す部分側面図である。図７に示すように、光ファイバ保持溝５２０’の下面５２２は、光ファイバ保持溝５２０’の一端にステップ５２１を形成するために、光学溝部分５１０’の下面５１２のものよりも低くなるように形成することができる。ステップ５２１があることによって、光ファイバ２００の端部分は、光ファイバ２００が取り付けられるときに、正確に配置することができる。ステップ５２１の高さは、光ファイバ２００の端部に入射する、または光ファイバ２００の端部から放出される光の損失を防止するために、光ファイバ２００のコーティング層およびクラッド層の総厚に対応するように設定することができる。
【００４４】
図８は、図１に示す光学モジュール１０の部分的な底面斜視図である。図８を参照して、本開示の原理に従って光学モジュール１０を製造する工程を下記に説明する。上述したように個々に製造することができる光学ベンチ４００、光ファイバ位置合わせブロック５００、および光ファイバ固定ブロック６００が準備され得る。光ファイバ２００が仕立てられ、切断され得る。光ファイバ位置合わせブロック５００の下面５４０が、上側部分になるように配置され得、光ファイバ２００がその上に配置される。光ファイバ２００の切断面が、例えば、図７に示すステップ５２１を使用して適所にあるように配置され得る。代替的に、光ファイバ２００の切断面のための位置は、光ファイバ位置合わせブロック５００において、その製造中にマーキングされてもよく、光ファイバ２００の切断面は、マークを使用してその位置に配置することができる。
【００４５】
次に、光ファイバ固定ブロック６００が、光ファイバ位置合わせブロック５００の端部分と位置合わせされ、結合され得、その後、例えば、接着剤注入溝５３０’（図４に示す）および６３０（図５に示す）を通じて接着剤を注入し、その後、接着剤を硬化させることによって固定され得る。光学ベンチ４００は、例えば、フリップチップボンディング工程などを使用して、それぞれ貫通孔４２１を被覆するように光学素子３００を位置合わせおよび配置することによって準備することができる。光学ベンチ４００は、その後、例えば、ダイボンディング工程などを使用して、基板１００に取り付けられ得る。光ファイバ２００および光ファイバ固定ブロック６００が取り付けられる光ファイバ位置合わせブロック５００は、その後、光学ベンチ４００に取り付けられ得る。その後、接着剤注入溝４３０、５３０内を通じて接着剤が注入され得る。注入された接着剤は硬化され得、それによって、すべての構成要素がともに固定される。接着剤注入溝４３０、５３０、５３０’および６３０を介して注入された接着剤は、例えば、毛細管作用によって光ファイバ２００へと拡散され得、それによって、光ファイバ２００が取り付け溝４５０ならびに保持溝５２０および６２０に固定される。図６および図７に示す光学モジュール１０’および１０’’はそれぞれ、同様に製造することができる。
【００４６】
この製造工程によって、光学素子３００が光学ベンチ４００に取り付けられた後に光学ベンチ４００がフリップチップボンディング工程を使用して基板１００に結合されるため、光学モジュール１０、１０’、１０’’は、ＩＣデバイス１１０と光学素子３００との間でワイヤボンディング工程を実施することなく製造することができる。また、高速通信のためにより広い帯域幅を得ることができ、製造時間を短縮することができる。加えて、光学素子３００が製造工程の前に光学ベンチ４００上に取り付けられるため、光学素子３００を製造工程中に保護することができる。
【００４７】
したがって、本開示は、上述したように、本開示は、構成要素間の光学的結合の効率が改善された光学モジュールを提供する。加えて、位置合わせ工程公差をマイクロメートルスケールまで顕著に改善することができるため、製造欠陥率を低減することができる。加えて、光学的位置合わせを単純化することができ、それによって、製造工程全体を単純化することができ、光学モジュールを小型化、スリム化、短縮、および軽量化することができ、それによって、製造コストが低減される。
【００４８】
用語「含む」、「備える」およびその変化形は、本開示において使用される場合、明示的に別途指定されない限り、「含むが、限定されない」ことを意味する。
【００４９】
用語「ａ」、「ａｎ」および「ｔｈｅ」は、本開示において使用される場合、明示的に別途指定されない限り、「１つまたは複数」を意味する。
【００５０】
プロセスステップ、方法ステップ、アルゴリズムなどが、連続的な順序において記載されている場合があるが、そのようなプロセス、方法およびアルゴリズムは、代替の順序において機能するように構成されてもよい。言い換えれば、記載されている場合があるステップの任意の系列または順序は必ずしも、ステップがその順序において実施される必要があることを示すとは限らない。本明細書において記載されているプロセス、方法またはアルゴリズムのステップは、実際には任意の順序において実施されてもよい。さらに、いくつかのステップは、同時に実施されてもよい。
【００５１】
単一のデバイスまたは物品が本明細書において記載されている場合、単一のデバイスまたは物品の代わりに２つ以上のデバイスまたは物品が使用されてもよいことは容易に明らかとなろう。同様に、２つ以上のデバイスまたは物品が本明細書において記載されている場合、２つ以上のデバイスまたは物品の代わりに単一のデバイスまたは物品が使用されてもよいことは容易に明らかとなろう。デバイスの機能または特徴は代替的に、そのような機能または特徴を有するものとして明示的に記載されていない１つまたは複数の他のデバイスによって具現化されてもよい。
【００５２】
本開示は例示的な実施形態に関して記載されているが、本開示は、添付の特許請求項、図面および添付書類の趣旨および範囲内で修正して実践することができることが、当業者には認識されよう。本明細書において与えられている例は例示に過ぎず、本開示のすべての可能な設計、実施形態、応用形態または修正形態の網羅的なリストであるようには意図されていない。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【国際調査報告】
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